張?jiān)茻ǎw文華，馬軍濤，李書國*

1(河北科技大學(xué) 生物科學(xué)與工程學(xué)院，河北 石家莊，050018) 2(河北黑馬面粉有限責(zé)任公司，河北 辛集，052360)

速凍面制食品品質(zhì)改良劑的研究進(jìn)展

張?jiān)茻?，趙文華2，馬軍濤2，李書國1*

1(河北科技大學(xué) 生物科學(xué)與工程學(xué)院，河北 石家莊，050018) 2(河北黑馬面粉有限責(zé)任公司，河北 辛集，052360)

速凍面制食品具有產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定、烹任便捷、貯藏方便、成本較低等優(yōu)勢，近年來得到快速發(fā)展，已成為食品產(chǎn)業(yè)中一個新興的“朝陽產(chǎn)業(yè)”。文中簡單介紹了我國速凍面制食品發(fā)展存在的主要問題，分析了制約其發(fā)展的因素，綜述了品質(zhì)改良劑(淀粉及變性淀粉、乳化劑、親水性膠體、酶制劑、天然物質(zhì)、保水劑及冷凍保護(hù)劑)提高速凍面制食品品質(zhì)的機(jī)理與應(yīng)用，并提出了促進(jìn)速凍面制食品健康可持續(xù)發(fā)展的建議。

速凍面制食品；品質(zhì)改良；食品添加劑

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活節(jié)奏的加快，速凍食品因其方便、衛(wèi)生且富有營養(yǎng)，深受人們的青睞，速凍食品工業(yè)得到了快速發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計(jì)中國速凍食品行業(yè)規(guī)模從2004年的45.66億元增至2013年的648.81億元，2015年突破700億元，年復(fù)合增長率達(dá)到30%，涌現(xiàn)出“三全”、“思念”、“灣仔碼頭”等知名品牌。速凍食品成為真正的朝陽行業(yè)，逐漸由中低端產(chǎn)品向中高端產(chǎn)品、個性化、多樣化方向發(fā)展，并呈現(xiàn)出由城市向農(nóng)村普及的趨勢，市場空間巨大。但我國的速凍面制食品主要集中在水餃、餛飩等產(chǎn)品，其中水餃約占整個速凍食品銷售額的50%以上，其他傳統(tǒng)特色面點(diǎn)如包子、春卷、餡餅、肉餅、油條等未得到充分發(fā)展，且需要解決提高速凍面制食品的質(zhì)量，改善其口感、降低其成本等各個企業(yè)共同關(guān)注的問題。本文對速凍面制食品中存在的質(zhì)量問題、制約其發(fā)展的主要因素、速凍面制食品品質(zhì)改良劑的作用機(jī)理及應(yīng)用進(jìn)行了綜述。

1 速凍面制食品存在的主要問題及影響因素

1.1 速凍發(fā)酵面制食品

速凍發(fā)酵面制食品主要包括饅頭、面包、包子、披薩面餅、漢堡坯等，其生產(chǎn)主要利用冷凍面團(tuán)技術(shù)，然而冷凍面團(tuán)在應(yīng)用過程中存在很多質(zhì)量問題。研究表明，面團(tuán)在冷凍保藏期間，隨著凍藏時間的延長，面團(tuán)會變得粗糙、堅(jiān)硬、并出現(xiàn)皺縮、裂紋、失水等一系列品質(zhì)劣變現(xiàn)象，解凍后醒發(fā)時間延長，生產(chǎn)出的面制食品比容變小，風(fēng)味變劣等[1]。導(dǎo)致冷凍面團(tuán)質(zhì)量下降的原因主要有：(1)面團(tuán)中的水在冷凍過程中形成冰晶，又由于溫度不穩(wěn)定冰晶發(fā)生再結(jié)晶，最后形成的大冰晶破壞面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致面團(tuán)受到機(jī)械損傷，面筋持氣力下降[2]；(2)冰晶損害酵母細(xì)胞結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致酵母活力下降甚至死亡，產(chǎn)氣力下降[3]；(3)破裂酵母釋放出的谷胱甘肽，進(jìn)一步破壞面筋及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使面團(tuán)的持氣性下降[4]。因此，為獲得良好品質(zhì)的面團(tuán)，可以使用面制食品品質(zhì)改良劑來保護(hù)酵母細(xì)胞，防止蛋白質(zhì)變性，保持面筋水合能力等。

1.2 速凍非發(fā)酵類面制食品

速凍非發(fā)酵面制食品是速凍食品中最普遍且產(chǎn)量最多的一種，其種類繁多，譬如速凍水餃、湯包、面條和餛飩等[5]。速凍非發(fā)酵面制食品在生產(chǎn)過程中主要存在抗凍裂能力弱、蒸煮質(zhì)量差等質(zhì)量問題，如餃子凍后出現(xiàn)裂口、蒸煮后韌性和耐煮性差、色澤變褐等，導(dǎo)致其質(zhì)量下降的原因主要有：(1)表面水分在加工、物流過程中散失，導(dǎo)致水餃皮發(fā)生龜裂；(2)餃子內(nèi)部結(jié)冰，體積膨脹，導(dǎo)致餃皮開裂；(3)冰晶的形成導(dǎo)致面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞，淀粉顆粒、特別是破損淀粉溶出，使水餃的烹煮損失率增加；(4)由于面粉中多酚氧化酶的存在引起的酶促褐變以及美拉德反應(yīng)等其他因素引起的非酶促褐變最終導(dǎo)致面皮發(fā)生褐變。因此，可以選用具有親水性及保水性、能夠完善面筋結(jié)構(gòu)且增加面皮亮度的面制食品品質(zhì)改良劑來提高速凍水餃的品質(zhì)。

影響速凍面制食品品質(zhì)的因素主要有面粉、品質(zhì)改良劑、速凍工藝及儲藏溫度等，而品質(zhì)改良劑作為一種能夠改善面粉及其制品品質(zhì)、延長食品保質(zhì)期、增強(qiáng)食品營養(yǎng)價值的化學(xué)合成或天然物質(zhì)，在速凍面制食品的生產(chǎn)過程中發(fā)揮著極其重要的作用。

2 速凍面制食品品質(zhì)改良劑作用機(jī)理及效果

速凍面制食品品質(zhì)改良劑主要包括：變性淀粉及薯類淀粉、乳化劑、親水性膠體、酶制劑、天然物質(zhì)、保水劑、冷凍保護(hù)劑等，它們的機(jī)理各不相同，因此選用合適的品質(zhì)改良劑對提高速凍面制食品的品質(zhì)具有重要意義。

2.1 變性淀粉及薯類淀粉

變性淀粉在速凍面制食品中的作用主要有：(1)具有良好的親水性與吸水性，在生產(chǎn)過程中不但可以多吸水，還可以與蛋白質(zhì)共同作用將吸收的水分以較小的粒徑均勻分散于整個水餃皮中，從而在一定程度上避免水分在制品中聚集，降低水餃的凍裂率；(2)較強(qiáng)的親水能力提供和面過程中面筋所需要的水分，有利于促進(jìn)面筋網(wǎng)絡(luò)的形成，提高水餃皮的強(qiáng)度和冷凍面團(tuán)的持氣性[6]；(3)由于變性淀粉白度較高，加入到面粉中后可以明顯提高面團(tuán)的白度，而且變性淀粉均勻分散于面粉中不但可以稀釋酚類物質(zhì)，還可以阻止酚類物質(zhì)和氧化劑接觸，可一定程度上抑制褐變反應(yīng)[7]。

羥丙基淀粉通過在淀粉分子中引入羥丙基阻礙淀粉分子鏈間氫鍵的形成，降低淀粉分子間的結(jié)合力，增加淀粉顆粒的親水性和膨脹率[8]。林瑩等研究了羥丙基淀粉對速凍水餃品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)羥丙基淀粉能夠顯著降低餃子的烹煮損失率，且提高餃子皮的光澤[9]。

醋酸酯淀粉利用淀粉分子中部分2，3，6-位的羥基與乙?；噭┌l(fā)生取代反應(yīng)制備，能夠改善淀粉與溶劑的親和力，使其具有糊化溫度較低、持水性好、凝沉性弱、貯存穩(wěn)定的特性[10]。王琴等在面粉中添加5%磷酸酯化淀粉，防止了餃子、湯圓在冷凍過程中出現(xiàn)凍裂和蒸煮時出現(xiàn)破肚、糊湯現(xiàn)象，提高了餃子、湯圓的品質(zhì)，延長了速凍餃子、湯圓的貨架期[11]。

辛烯基琥珀酸淀粉酯同時在淀粉分子鏈上引入親水和親油兩性基團(tuán)，使原淀粉在抗老化性、黏度、穩(wěn)定性、透明度和色澤等方面均有改善。宋曉燕等[12]在面粉中加入辛烯基琥珀酸淀粉酯后，發(fā)現(xiàn)餃子皮的硬度、彈性和咀嚼性均有提高，其中添加5%預(yù)糊化糯玉米辛烯基琥珀酸淀粉酯的餃子品質(zhì)最好。

乙?；R鈴薯粉具有增稠作用，其凍融穩(wěn)定性和抗凍效果也較原淀粉有所提高。蘇晶瑩[13]研究了乙酰化馬鈴薯粉對速凍水餃的改良作用，結(jié)果表明乙酰化馬鈴薯粉可明顯改善速凍水餃的凍融循環(huán)穩(wěn)定性，乙?；吭礁?，速凍水餃的品質(zhì)就越好，當(dāng)添加0.8%的乙酰化馬鈴薯粉時，速凍水餃的各項(xiàng)指標(biāo)最好，而添加量高于1.6%時則起不到改良作用。

薯類淀粉中應(yīng)用最多的就是馬鈴薯淀粉。由于馬鈴薯淀粉的直鏈淀粉分子質(zhì)量大、分子鏈長而產(chǎn)生空間障礙，不易取向，最終使得淀粉凝聚速度變慢，因此在面包中添加少量的馬鈴薯粉可一定程度地延緩面包的老化速度，但馬鈴薯淀粉中直鏈淀粉含量較小麥粉高，因此過量添加會導(dǎo)致面包硬度增大[14]。

2.2 乳化劑

乳化劑是一種表面活性劑，其在速凍面制食品中的作用基本相同，主要有以下幾個方面：(1)能與面粉中的淀粉，特別是與蛋白質(zhì)發(fā)生較強(qiáng)的作用，其親水基結(jié)合麥膠蛋白，親油基結(jié)合麥谷蛋白，使面團(tuán)結(jié)構(gòu)牢固、面筋網(wǎng)絡(luò)細(xì)密，進(jìn)而提高面團(tuán)彈性、韌性、強(qiáng)度和攪拌耐力，改善內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，增大制品的體積；(2)可以進(jìn)入直鏈淀粉螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)部，形成不溶性復(fù)合物，有效地阻止了直鏈淀粉的老化以及淀粉中水分的移出；(3)可以使水的表面張力降低，不易聚集，凍結(jié)時形成更小的晶體，從而不致破壞面筋結(jié)構(gòu)，起到改善速凍水餃品質(zhì)的作用[15-16]。

硬脂酰乳酸鈉(SSL)的表面張力低，滲透壓強(qiáng)，可使面團(tuán)內(nèi)的油脂充分?jǐn)U散到面團(tuán)中，因此增加了面團(tuán)內(nèi)面筋及淀粉的潤滑作用，使面筋的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^細(xì)密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使面包的組織更細(xì)密柔軟；另外，SSL具有良好的分散性，可以使面制食品中各組分在冷凍過程中均勻分散，安全渡過玻璃化轉(zhuǎn)變過程，從而降低水餃的凍裂率和烹煮損失率[17]。孫婕等研究了4種品質(zhì)改良劑對速凍水餃品質(zhì)特性的影響，發(fā)現(xiàn)硬脂酰乳酸鈉抗水餃凍裂效果最好，其通過強(qiáng)化面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加面筋的韌性和抗拉力，使水餃的凍裂率及烹煮損失降低[18]。

蔗糖酯(SE)是以蔗糖的—OH基為親水基，脂肪酸的碳鏈部分為親油基的一種乳化劑。SE也具有良好的分散性，可使面制食品中各組分在冷凍過程中均勻分散，安全渡過玻璃化轉(zhuǎn)變過程。徐云峰等[19]以質(zhì)量比為2∶1的大豆磷脂和蔗糖酯復(fù)配處理面包酵母，通過掃描電鏡發(fā)現(xiàn)酵母與乳化劑呈聚集狀，存在一定的交互作用，這種作用可能會使復(fù)合乳化劑中流動性好且具有疏水性的磷脂在一定程度上減少酵母細(xì)胞內(nèi)熱量散失，造成細(xì)胞周圍的疏水環(huán)境，從而減少環(huán)境中的冰晶對于酵母細(xì)胞壁的損傷。

硬脂酰乳酸鈣鈉(CSL-SSL)可以與面制食品中的自由水發(fā)生作用使之變成結(jié)合水，從而使面制食品在凍結(jié)時形成更小、更均勻的晶體，而不破壞面團(tuán)結(jié)構(gòu)。段素華等[20]研究表明，CSL-SSL能明顯增大水餃皮的煮后硬度和強(qiáng)韌性，但對速凍水餃破肚率的改善效果不甚明顯。

二乙酰酒石酸單甘酯(DATEM)與淀粉作用降低淀粉的結(jié)晶度，控制大冰晶的形成，提高冷凍面團(tuán)在低溫條件下的穩(wěn)定。杜浩冉等[21]研究表明，隨著DATEM添加量的增加饅頭硬度逐漸下降，饅頭的比容和感官總分呈先增加后降低趨勢，當(dāng)DATEM添加量為0.1%～0.4%，饅頭的感官總分較空白組有所提高，當(dāng)添加量為0.2%時，饅頭的感官總分最大。

速凍面制食品中常用的乳化劑還有單甘酯、磷酸單甘酯淀粉等，單甘酯能降低速凍水餃凍裂率和破肚率，對凍裂率的改善效果尤為明顯。大多數(shù)乳化劑都能夠通過增加面團(tuán)韌性及強(qiáng)度、改變內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和增大面制食品的體積來提高速凍面制食品的品質(zhì)。

2.3 親水性膠體

親水性膠體在速凍面制食品中的作用主要有：(1)具有較強(qiáng)的吸水能力，可以使面團(tuán)在加工過程中吸收更多的水分而不粘機(jī)；(2)能夠通過膠體大分子與面粉本身蛋白質(zhì)發(fā)生作用，增加面粉的筋度[22]；(3)在凍結(jié)過程中，減少自由流動水，提高冷凍食品的低溫穩(wěn)定性，控制體系中冰晶的生長速度和冰晶大小，從而抑制冰晶對面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和酵母細(xì)胞的破壞作用[23]。

黃原膠可以使速凍面制食品在反復(fù)凍融中具有良好的持水性和穩(wěn)定性，減少和控制冰晶的形成。MANDALA等報道了添加0.5%黃原膠的面團(tuán)在冷凍后表現(xiàn)出很強(qiáng)的面筋強(qiáng)度[24]，王璇等的研究也表明，黃原膠可明顯提高面團(tuán)的抗拉伸性和面團(tuán)酵母的發(fā)酵力，但卻對面包品質(zhì)的改善效果不明顯[25]。

海藻酸鈉是一種天然高分子多糖，具有良好的凍融穩(wěn)定性，能夠改良面制食品的組織，促進(jìn)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，從而提高冷凍面團(tuán)和發(fā)酵面制食品的品質(zhì)，并賦予產(chǎn)品一定的功能性質(zhì)[26]。劉海燕等通過研究不同比例的海藻酸鈉對冷凍面團(tuán)面包烘焙特性的影響，發(fā)現(xiàn)添加海藻酸鈉能提高面團(tuán)的持水力，減少面團(tuán)的醒發(fā)時間，改善冷凍面團(tuán)面包的品質(zhì)，其中，添加0.3%海藻酸鈉面包的感官評分最高[27]。

瓜爾豆膠是一類水溶性聚合物，在食品中常用作增稠劑及穩(wěn)定劑等，在面制食品中，還可以增筋劑存在于面制食品內(nèi)部[28]。陳潔等研究表明，瓜爾豆膠能夠促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，當(dāng)添加量為0.2%時，對速凍水餃的改善效果最好[29]。RIBOTTA等通過研究瓜爾豆膠對冷凍面團(tuán)面筋微觀結(jié)構(gòu)和冷凍面團(tuán)解凍后流變特性的影響，發(fā)現(xiàn)瓜爾豆膠能夠有效地改善冷凍面團(tuán)的品質(zhì)[30]。

速凍面制食品中常用的親水性膠體還有羧甲基纖維素鈉、魔芋精粉、刺槐豆膠等，它們都能夠提高速凍面制食品的保水力，控制水分遷移，提高產(chǎn)品在儲存期間的品質(zhì)。沙蒿膠作為一種強(qiáng)吸水性的膠體，會與面筋蛋白競爭水分而影響面筋的充分形成；但其又具有強(qiáng)的黏著力，會與面筋網(wǎng)絡(luò)相互交聯(lián)，增強(qiáng)面筋的三維空間結(jié)構(gòu)，從而提高面筋強(qiáng)度、面團(tuán)吸水率以及最大抗拉伸阻力等[31]?？傻萌荒z是一種新型生物高分子聚合物，具有很強(qiáng)的耐冷凍性，在速凍水餃皮中適量添加，可以提高水餃皮的光亮度，使水餃皮更具彈性和滋潤性[32]。

2.4 酶制劑

酶制劑作為一種安全、無害的速凍面制食品品質(zhì)改良劑，能夠促進(jìn)面粉的成分和組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，提高速凍面制食品的品質(zhì)，因此，越來越受到面粉行業(yè)的關(guān)注，應(yīng)用到速凍面制食品中的數(shù)量不斷增加，但其作用機(jī)理各不相同。

2.4.1 葡萄糖氧化酶(GOD)

目前，廣大學(xué)者普遍認(rèn)同的GOD在面團(tuán)中的作用機(jī)理主要有兩方面：一是GOD催化α-D-葡萄糖氧化生成α-D-葡萄糖酸內(nèi)酯和H2O2，H2O2能夠氧化面筋蛋白的巰基形成二硫鍵，增強(qiáng)面筋蛋白的三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而增加面筋強(qiáng)度與彈性，提高面團(tuán)抗拉伸性；二是生成的H2O2在過氧化物酶作用下產(chǎn)生自由基，催化阿拉伯木聚糖(WEAX)中阿魏酸參與戊聚糖的氧化交聯(lián)反應(yīng)，促進(jìn)WEAX氧化凝膠形成較大的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種凝膠網(wǎng)絡(luò)有助于增強(qiáng)面筋骨架，提高面團(tuán)筋力和彈性[33]。袁永利通過研究GOD對冷凍面團(tuán)流變特性及微結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)GOD可以抑制面團(tuán)流變特性的惡化，并通過掃描電子顯微鏡(SEM)發(fā)現(xiàn)面團(tuán)在-18 ℃冷凍貯藏35 d后，含有GOD的面團(tuán)依然有面筋薄膜的存在且部分面筋網(wǎng)絡(luò)依然保存完整，因此得出GOD可以抑制冰晶對面團(tuán)中面筋三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞[34]。

2.4.2 轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶(TGase)

TGase通過在蛋白質(zhì)間架橋生成ε-(γ-谷氨?；?賴氨酸異肽鍵，形成分子內(nèi)與分子間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而起到增筋作用[33]。面粉中的谷蛋白較醇溶蛋白更易發(fā)生交聯(lián)，最終可使面團(tuán)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，且持氣性增加。楊選等通過研究TGase對發(fā)酵面團(tuán)凍融循環(huán)后品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)添加TGase可使醇溶蛋白以及谷蛋白含量顯著下降，且與空白組相比，添加TGase能顯著提高面團(tuán)的彈性模量和黏性模量，但損耗角正切均低于空白組[35]。

2.4.3 木聚糖酶

高分子質(zhì)量的水溶性WEAX對面制食品品質(zhì)是有益的，而水不溶性和低分子質(zhì)量的WEAX 則有不利的影響[36]。木聚糖酶通過降解水不溶性WEAX生成相對分子質(zhì)量適宜的水溶性WEAX和少量的寡糖和單糖，從而增加酵母可利用還原糖的數(shù)量，最終使得面制食品的體積增大。JIANG等通過研究木聚糖對冷凍面包面團(tuán)的影響，發(fā)現(xiàn)木聚糖酶能顯著改變面團(tuán)的流變學(xué)特性，提高面包品質(zhì)，使面包比容增大，面包芯柔軟[37]。

2.4.4 其他

速凍面制食品中常用的酶制劑還有脂肪酶、α-淀粉酶等。脂肪酶在面制食品生產(chǎn)中的作用主要是調(diào)理面團(tuán)和增白。脂肪酶作用于甘油三酯阻止其與谷蛋白結(jié)合，從而起到增筋作用；通過將面粉中的有色素漂白，從而提高面制食品的白度。α-淀粉酶能夠作用于面粉中的破損淀粉使其轉(zhuǎn)化成糊精和糖類，為酵母提供足夠的碳源，提高面團(tuán)的發(fā)酵性能[38]。

2.5 植物蛋白

植物蛋白是一種安全、營養(yǎng)的速凍面制食品改良劑，在速凍面制食品中主要起增筋作用，從而提高面團(tuán)的彈性、韌性和持氣性。

2.5.1 谷朊粉

谷朊粉是一種天然谷物蛋白，富含醇溶蛋白和谷蛋白，能夠改善面團(tuán)的黏彈性，增加加工過程中的耐揉混能力，因此經(jīng)常作為增筋劑廣泛應(yīng)用于焙烤食品及冷凍食品中。楊銘鐸等[39]研究表明，添加谷朊粉可以優(yōu)化冷凍面團(tuán)的流變學(xué)特性，改善冷凍面團(tuán)的質(zhì)量，同時還可以提高了冷凍面團(tuán)的產(chǎn)氣力，改善了冷凍面團(tuán)的發(fā)酵能力。

2.5.2 玉米醇溶蛋白

玉米醇溶蛋白是天然的優(yōu)質(zhì)植物蛋白，具有良好的成膜性，可以使餃子在煮制過程中，阻礙淀粉的溶出；同時，具有良好的膠凝性和黏合性，在與面團(tuán)結(jié)合后可以有效地減少水分的流失，提高冷凍面團(tuán)的質(zhì)量。張鐘等[40]研究表明，在小麥粉中添加1.5%的改性玉米醇溶蛋白可明顯降低水餃的凍裂率，提高水餃的感官品質(zhì)和凍融性，但對蒸煮損失率影響不明顯。

2.5.3 大豆蛋白

大豆蛋白中的賴氨酸高于其他谷物制品，將其添加到面制食品中不僅可以增加蛋白質(zhì)含量與質(zhì)量，還可提高面制食品的品質(zhì)。何雅薔等研究表明，添加大豆分離蛋白后面粉中蛋白質(zhì)含量增加，面團(tuán)的筋力及韌性增強(qiáng)，加工品質(zhì)提高[41]。SIMMONS等也發(fā)現(xiàn)在面粉中加入大豆蛋白可以減慢面團(tuán)惡化的速度[42]。

2.6 保水劑

保水劑主要是指將磷酸二鈉、磷酸二鉀、磷酸三鈉、磷酸三鉀、焦磷酸四鈉、焦磷酸四鉀、三聚磷酸鈉、三聚磷酸鉀及六偏磷酸鈉等按一定比例組成的復(fù)合磷酸鹽。復(fù)合磷酸鹽在速凍面制食品中的作用主要有：(1)可以在面筋蛋白與淀粉之間進(jìn)行酯化反應(yīng)及架橋結(jié)合，形成穩(wěn)定的復(fù)合物，從而增加淀粉與面筋蛋白之間的結(jié)合力，減少淀粉溶出，使面粉筋力增強(qiáng)[43]；(2)增加淀粉吸水能力，使面團(tuán)的持水性增加，面筋蛋白充分脹潤，從而形成良好結(jié)構(gòu)的面筋網(wǎng)絡(luò)，提高餃子皮的光潔性和黏彈性；(3)將其運(yùn)用到速凍餃子中，可以增加肉餡的保水性，提高肉的彈性和嫩度。

丁琳等通過研究六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉和磷酸氫二鈉3種磷酸鹽對速凍水餃品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)3種磷酸鹽可有效降低水餃皮的蒸煮損失率和速凍水餃的凍裂率，提高生水餃皮的強(qiáng)韌性、煮后硬度以及TPA指標(biāo)中的硬度、膠粘性和咀嚼性，最終提高水餃的出品率，改善速凍水餃的外觀品質(zhì)[44]。穆麗敏研究發(fā)現(xiàn)添加復(fù)合磷酸鹽對小米油條的感官品質(zhì)及比容影響較大，且能在一定程度上改善油條的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和柔軟性[45]。

2.7 面團(tuán)冷凍保護(hù)劑

冷凍面團(tuán)保護(hù)劑對酵母、面筋蛋白結(jié)構(gòu)和冰晶的數(shù)量和大小具有有利作用，主要包括冰結(jié)構(gòu)蛋白、海藻糖、甘油及氨基酸，其種類及使用標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 冷凍保護(hù)劑的類別及最大使用量

2.7.1 熱穩(wěn)定冰結(jié)構(gòu)蛋白(thermostable ice structuring protein，TSISP)

TSISP是一類存在于特定生物體中，具有抗凍活性的蛋白質(zhì)，將其應(yīng)用到冷凍凍面團(tuán)中，可以吸附在冰晶表面，抑制冰晶的形成和重結(jié)晶，從而減少冰晶對酵母細(xì)胞的機(jī)械損傷。目前，已經(jīng)被證實(shí)的TSISP的抗凍機(jī)制是吸附抑制學(xué)說。吸附抑制學(xué)說認(rèn)為，TSISP富含羥基或極性氨基酸，可以在冰晶表面形成氫鍵，通過屏障和覆蓋作用抑制冰晶生長[48]。賈春利通過電子顯微鏡和分光光度計(jì)測定發(fā)現(xiàn)，含0.5%TSISP細(xì)胞懸浮液中酵母細(xì)胞存活率顯著增加，酵母細(xì)胞釋放的GSH量顯著減少，并通過F3發(fā)酵流變儀研究冷凍酵母面團(tuán)的發(fā)酵流變學(xué)特性，發(fā)現(xiàn)0.5%TSISP顯著地增強(qiáng)了冷凍酵母面團(tuán)的產(chǎn)、持氣能力，進(jìn)一步證實(shí)了TSISP對酵母的保護(hù)作用[49]。

2.7.2 海藻糖

海藻糖是由2分子葡萄糖結(jié)合而成的非還原性二糖，具有獨(dú)特的抗冷凍、抗脫水的生物學(xué)功能，在植物、動物、微生物中廣泛存在。關(guān)于海藻糖對生物分子的冷凍保護(hù)機(jī)制存在2個假設(shè)：一是水替代假說，即細(xì)胞冷凍失水時，海藻糖和蛋白質(zhì)之間形成氫鍵，代替了水和蛋白質(zhì)之間的氫鍵，保持蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，防止其變性；二是玻璃態(tài)假說，即冷凍失水時，海藻糖形成玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)，分子移動性極低，蛋白質(zhì)就不能重排變形，使生物分子保持穩(wěn)定[50]。周潔通過研究海藻糖改善酵母抗凍性能的機(jī)理，發(fā)現(xiàn)添加海藻糖可以提高酵母泥的玻化溫度，使其在冷凍過程中易于形成玻璃態(tài)，從而減少冷凍對酵母細(xì)胞的破壞作用[51]。

2.7.3 甘油

甘油可以由細(xì)胞自身合成，胞內(nèi)甘油可減少細(xì)胞內(nèi)致死冰晶的形成。但對于冷凍面團(tuán)來講，酵母沒有足夠的時間產(chǎn)生大量的甘油，也就不能有效抑制面團(tuán)在冷凍冷藏過程中冰晶的形成，因此需要引入外源甘油來抑制水分的遷移，冰晶的形成及重結(jié)晶，添加甘油的面團(tuán)冰點(diǎn)會從0 ℃附近向零下降低，對冰晶的抑制作用有助于提高冷凍面團(tuán)的抗凍性能[52]。張寧通過研究低溫保護(hù)劑對水溶液中冰晶形成的抑制機(jī)理，發(fā)現(xiàn)甘油分子中的羥基能夠與水分子發(fā)生氫鍵作用，進(jìn)而抑制了水分子的運(yùn)動以及冰晶生成的幾率[53]。同時，甘油還是一種酵母抗凍保護(hù)劑，能夠提高冷凍面團(tuán)內(nèi)酵母的抗凍性能。葉鵬等[54]研究表明，當(dāng)甘油的添加量為3%時，冷凍7d后酵母的存活率和發(fā)酵力最高，分別為65.98%和262 mL，與空白組相比，酵母存活率上升了36%，發(fā)酵力提高了80 mL左右。

2.7.4 氨基酸

以往的研究指出，微生物和植物適應(yīng)環(huán)境變化能力的強(qiáng)弱與細(xì)胞內(nèi)存在的氨基酸有關(guān)。日本高木和島純等研究表明酵母細(xì)胞內(nèi)脯氨酸與精氨酸、谷氨酸等帶電荷氨基酸的積蓄可提高酵母的耐冷凍性[55]。葉鵬等研究表明，當(dāng)脯氨酸的添加量為2%時，冷凍7 d后酵母的存活率和發(fā)酵力最高，分別為66.32%和254 mL，與空白組相比，酵母存活率提高了36個百分點(diǎn)，發(fā)酵力提高了70 mL左右[54]。

2.8 復(fù)配型品質(zhì)改良劑

各種改良劑在速凍面制食品中所起的作用不同，使用單一的改良劑不能徹底改善速凍面制食品的品質(zhì)，而復(fù)配型改良劑可全面提高速凍面制食品的各方面性能，所以實(shí)際生產(chǎn)中往往采用復(fù)配型品質(zhì)改良劑。

王云峰等[56]通過研究谷朊粉、魔芋精粉、大豆蛋白粉、黃原膠對速凍水餃凍裂率的影響，發(fā)現(xiàn)使用單一的品質(zhì)改良劑均不能較好的避免速凍水餃的表面產(chǎn)生裂紋，因此通過正交試驗(yàn)將4種改良劑復(fù)合使用，結(jié)果表明：當(dāng)谷朊粉的添加量為3%，魔芋精粉為0.5%，大豆蛋白粉為5%，黃原膠為0.2%時，速凍水餃的凍裂率大幅度降低。

李杰平等[55,57]研究也發(fā)現(xiàn)，使用單一的添加劑不能全面改善速凍湯包各方面的性能，因此在單因素粉質(zhì)試驗(yàn)、拉伸試驗(yàn)和流變學(xué)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選出改良效果顯著添加劑的最優(yōu)添加水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。結(jié)果表明，當(dāng)瓜爾豆膠的添加量為0.4%，蔗糖酯為0.2%，羥丙基糯玉米淀粉為2.0%時，可顯著改善速凍湯包的品質(zhì)。

3 結(jié)論與建議

基于速凍面制食品中存在的質(zhì)量問題，速凍面制食品品質(zhì)改良劑可以通過提高面團(tuán)吸水能力及親水性、增加面筋強(qiáng)度、控制冰晶的形成及冰晶大小、保護(hù)酵母活性及發(fā)酵能力這些方面來改善速凍面制食品的品質(zhì)，但要促進(jìn)速凍面制食品的快速、健康、可持續(xù)發(fā)展還需加強(qiáng)以下六方面工作。

3.1 研究開發(fā)優(yōu)質(zhì)速凍面制食品品質(zhì)改良劑和復(fù)合品質(zhì)改良劑

改良劑的類型很多，其作用也稍有差異，如乳化劑、酶制劑、天然物質(zhì)主要用于增加面團(tuán)的筋力，從而提高面團(tuán)的彈性、韌性和持氣性；α-淀粉酶可以促進(jìn)面團(tuán)的正常、連續(xù)發(fā)酵；脂肪氧化酶主要具有增白作用；可得然膠、冰結(jié)構(gòu)蛋白和海藻糖具有耐冷凍性；復(fù)配型的面制食品品質(zhì)改良劑，將幾種品質(zhì)改良劑復(fù)配使用，可以起到增效作用，但其增效的程度有所不同，需要優(yōu)化不同速凍面制食品品質(zhì)改良劑的復(fù)配比例，研究復(fù)合速凍面制食品品質(zhì)改良劑的作用機(jī)理。

3.2 研究開發(fā)天然的速凍面制食品品質(zhì)改良劑

我國食品添加劑行業(yè)很早就提出了大力開發(fā)“天然、營養(yǎng)、多功能性添加劑”的方針，但如今天然改良劑的種類卻還是寥寥無幾；而且我國作為小麥、玉米、馬鈴薯的生產(chǎn)大國，谷朊粉、玉米醇溶蛋白、馬鈴薯淀粉這些天然的品質(zhì)改良劑卻沒有得到廣泛使用。近年來，隨著人民生活水平的提高，天然健康的食品越來越受到歡迎，因此為滿足消費(fèi)者天然、安全、營養(yǎng)、健康的食品消費(fèi)新趨勢，加強(qiáng)天然的品質(zhì)改良劑研發(fā)意義重大；此外及時修訂我國食品添加劑使用安全標(biāo)準(zhǔn)，及時將新開發(fā)的天然、安全的功能性物質(zhì)納入食品添加劑監(jiān)管范圍，與國際食品法典委員會CAC標(biāo)準(zhǔn)接軌。

3.3 研究開發(fā)耐低溫酵母和酵母冷凍保護(hù)劑

對于發(fā)酵類速凍面制食品來說，酵母活性及發(fā)酵能力對其品質(zhì)起著關(guān)鍵作用，但速凍冷藏過程中低溫(-40～-18 ℃)會導(dǎo)致酵母死亡或活性降低，其發(fā)酵產(chǎn)氣能力也會顯著下降，所以充分利用我國幅員遼闊、氣候多樣、微生物資源豐富的優(yōu)勢，從北方寒冷地區(qū)篩選優(yōu)質(zhì)耐低溫耐凍酵母品種，然后利用現(xiàn)代生物技術(shù)如轉(zhuǎn)基因技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)等進(jìn)行馴化和改良，開發(fā)適合我國傳統(tǒng)發(fā)酵面食的耐低溫耐凍酵母。

3.4 充分挖掘中華傳統(tǒng)面制食品資源，開發(fā)豐富多樣的安全、營養(yǎng)、美味速凍食品

我國是傳統(tǒng)面制食品大國，具有民族特色、地域風(fēng)情的面制食品豐富多樣，異彩紛呈，要充分挖掘中華美食文化寶庫，利用現(xiàn)代速凍加工技術(shù)，大力發(fā)展各種具有中國特色的傳統(tǒng)面制食品，加速中國傳統(tǒng)食品的工業(yè)化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)美食走進(jìn)千家萬戶。

3.5 構(gòu)建普及三四線城市、城鎮(zhèn)及農(nóng)村的冷鏈網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)速凍食品消費(fèi)市場全覆蓋

隨著我國農(nóng)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)村居民收入的增加和消費(fèi)水平的提高，三四線城市、城鎮(zhèn)、農(nóng)村的速凍食品市場廣闊，但目前我國三四線城市及農(nóng)村的冷鏈網(wǎng)絡(luò)建設(shè)還不完善，需要物流企業(yè)、商超系統(tǒng)和便利店也加大投入，構(gòu)建遍及城鄉(xiāng)及千家萬戶的冷鏈，促進(jìn)冷凍食品的普及。

3.6 加強(qiáng)速凍面制食品品質(zhì)安全的風(fēng)險評估、確保其質(zhì)量安全

消費(fèi)者對食品新鮮、安全、營養(yǎng)和健康的要求越來越高，速凍食品在原料控制、生產(chǎn)過程監(jiān)控、冷鏈保障等方面需要加強(qiáng)，確保其品質(zhì)安全和質(zhì)量可追溯性，促進(jìn)速凍食品工業(yè)快速、健康、可持續(xù)發(fā)展。

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Advance study on quality improving additives for quick frozen flour products

ZHANG Yun-huan1， ZHAO Wen-hua2， MA Jun-tao2, LI Shu-guo1*

1(College of Bioscience & Bioengineering Hebei University of Science & Technology, Shijiazhuang 050018, China) 2(Hebei Heima Flour Industry Corporation Limited, Xinji 052360, China)

As a new "sunrise industry", quick-frozen flour products development is extremely fast in recent years due to its stable, easy cooking, long shelf-life and relatively low cost. However, problems has prevented its development, the main challenges were analyzed. The mechanisms of quality improving agents (modified starches, emulsifiers, thickeners, enzymes, natural substances, water retention agents and cryoprotectantsto) and their applications were reviewed. The suggestions of effectively promoting its healthy and sustainable development are proposed.

quick-frozen flour food; quality improver; food additive

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201704046

碩士研究生(李書國教授為通訊作者，E-mail：shuguolee@126.com)。

河北省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(16227104D)

2016-03-29，改回日期：2016-09-04